赛柏斯加固技术在老石坎水电站
输水隧洞中的应用
李超(老石坎水库管理局 浙江安吉313301)
李则灵(老虎潭水库 浙江湖州 313000)
【摘要】对局部有少量的渗水，且游离钙析出较多的混凝土发电输水隧洞，采用赛柏斯(XYPEX)涂刷混凝土表面，
结合采用聚氨酯堵漏灌浆材料填充混凝土内部的裂缝和孔隙，可达到防水补强和保护混凝土免受水侵蚀的治理效果，降低
了施工成本，避免了施工周期长对发电企业造成的间接损失， 简化了施工方法。
【关键词】水电站输水隧洞 赛柏斯(XYPEX)加固技术应用
1 概述
老石坎水库位于西苕溪支流南溪上，坝址以上
控制流域面积258 km2。水库正常蓄水位117 m (吴
淞高程，下同)，总库容1．15亿n13，是1座以防洪
为主，结合供水、灌溉、发电、养鱼等综合利用的
大(2)型水库。工程于1958年8月动工兴建，历
经初建、续建、扩建、保坝至1983年底建成现有
规模，2001年又进行了除险加固，并于2003年底
完成除险加固主体工程。工程由拦河大坝、正常溢
洪道、非常溢洪道、分洪闸、发电输水隧洞、发电
厂及升压站等组成。坝型为粘土心墙多种土质坝，
主坝坝顶高程126．4 m，相应坝高36．9 11，坝顶宽
6．0 133，坝顶长620 m。发电厂经多次技改后从原先
的1 860 kW．N容至3 500 kW，设计年均发电量1 307
万kW·h。
2 发电输水隧；N~Jn固的提出
老石坎水库电厂发电输水隧洞始建于1958年，
1960年衬砌竣工，1966年投入运行。隧洞进口底
高程为100．0 m，出口底高程为87．7 In，长为
156 m，全洞均采用钢筋混凝土衬砌，衬后洞径为
收稿日期：2012—06—04
作者简介：李超(1963一)，男，工程师，主要从事水库
运行管理工作。Email：lc63413@163．corn
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3．0 m，部分钢筋混凝土衬砌质量较差，强度低于
设计要求。输水隧洞的设计洪水标准为5O年一遇，
相应的洪水位为123．71 m (P=2％)，校核洪水标
准为500年一遇，相应的洪水位为124．32 m (P=
0．2％)。发电引用流量原为13．4 rn3／s，增容后提高
到l6 m3／s。
1)2000年12月对老石坎水库进行安全鉴定，
确定水库大坝为三类坝，需对整个工程进行除险加
固。2001年老石坎水库除险加固工程设计报告中
提出，隧洞进口明渠为炭质页岩，洞身为砂页岩互
层夹炭质页岩，地质条件较差。
隧洞洞身按《水工隧洞设计规范》(SD l34—
84)及偏心受拉构件进行衬砌的限裂计算。结果显
示，当设计洪水位及校核洪水位时，结构强度计算
均满足规范要求，裂缝宽度略超过规范要求。经过
超过30 a的运行考验，隧洞是安全的。
从现场检查情况来看，虽然洞内整体情况较
好，未发现有明显的裂缝及其他异常现象，但局部
地方有少量的渗水，且游离钙析出较多。由于隧洞
从建成至今，运行年限较久，部分衬砌的混凝土已
开始老化变形，且原先的部分钢筋混凝土衬砌质量
较差，强度低于设计要求。为安全起见，应对整个
隧洞进行固结灌浆处理。
2)2003年12月1号水轮机发生水锤事故，造
成1号机组渐变段钢筋混凝土破坏、蜗壳裂缝。发
小水电2012年第5期(总第167期)
生事故时库水位110．36 m，下游水位87．50 Ill，机
组出力1 920 kW，导叶开度80％ ，产生水锤压力约
为41 kg／cm2。事故发生后，组织专家对洞身进行
了全面检查，虽未发现破坏痕迹和其他异常现象，
但明确了发电输水隧洞加固的重要性和必要性。
3)原发电输水隧洞加固设计方案采取固结灌
浆的方式，设计隧洞固结灌浆每3 m为1个断面，
每个断面沿圆周布置6个孔，每孔深4 m。隧洞全
长156 m，共计51个灌浆断面，306个灌浆孔，总
孔深1 224 m，2001年概算造价21．4万元。
隧洞进口底高程100．0 m，出口底高程87．7 nl。
除去进口渐变段及斜坡段共长16 m外，其余140 m
洞身底高程均在91．0 m以下。
由于水库为安吉县第二大镇孝丰的水厂水源
地，供水保证水位为106．0 m以上，因此在保证孝
丰供水的情况下，空压机、灌浆机等设备均无法进
洞，施工难度很大。同时，由于隧洞衬砌后洞径为
3 m，4Ⅱl孑L深必须分段造孔，因此施工难度较大，
进度缓慢，初步估计施工周期延长3～4个月。长
时间停发电还将严重影响老石坎水库和下游孝丰电
站的经济效益。
3 赛柏斯加固技术
赛柏斯(XYPEX)是由波特兰水泥、硅砂和多
种特殊的活性化学物质组成的灰色粉末状无机材
料。其工作原理是XYPEX特有的活性化学物质利
用水泥混凝土本身固有的化学特性及多孔性，以水
作为载体，借助渗透作用，在混凝土微孔及毛细管
中传输、充盈，催化混凝土内的微粒和未完全水化
的成分再次发生水化作用，形成不溶性的枝蔓状结
晶与混凝土结合成为整体，从而使任何方向来的水
及其他液体被堵塞，达到永久性的防水、防潮和保
护钢筋、增强混凝土结构强度的效果。
XYPEX处理过的混凝土结构表面可以接受油
漆、环氧树脂、水泥灰浆、石灰膏、砂浆等材料的
涂层，其施工成本较低，施工方法简单。
对于局部有少量滴水、裂缝较大的部位可结合
采用聚氨酯灌浆。聚氨酯灌浆剂是以多异氰酸酯和
多羟基聚醚等进行聚合化学反应生成的高分子化学
